物理选修磁场学习教案.ppt

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1、第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向知道磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量的物理量理解磁感应强度的定义并会用定义式理解磁感应强度的定义并会用定义式进行有关计算进行有关计算通过观察、对比，了解推导过程通过观察、对比，了解推导过程. .第1页/共27页第一页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究巨大巨大(jd)的电磁铁能吸起成吨的钢铁，实验室中的小的电磁铁能

2、吸起成吨的钢铁，实验室中的小磁铁只能吸起几枚铁钉磁铁只能吸起几枚铁钉(如图所示如图所示)磁体磁性的强弱，表现磁体磁性的强弱，表现为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱，也就为它所产生的磁场对磁性物质和电流的作用力的强弱，也就是说磁场也有强弱之分那么我们怎样认识和描述磁场的强是说磁场也有强弱之分那么我们怎样认识和描述磁场的强弱呢？弱呢？ 第2页/共27页第二页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究1与电场强度与电场强度(qingd)相对应，我们本可以把描述相对应，我们本可以把描述

3、的 物 理 量 叫 做 磁 场 强 度的 物 理 量 叫 做 磁 场 强 度 ( q i n g d ) 但 历 史 上 但 历 史 上 已经用来表示另一个物理量，因此物理学中用磁感应强度已经用来表示另一个物理量，因此物理学中用磁感应强度(qingd)来描述来描述 2探究实验：探究实验：如右图所示的实验装置，可以如右图所示的实验装置，可以认为磁极间的磁场是认为磁极间的磁场是 的，的，直导线的方向与磁感应强度直导线的方向与磁感应强度(qingd)的的方向方向 磁场磁场(cchng)强弱强弱磁场强度磁场强度(cchng qingd)磁场的强弱磁场的强弱均匀均匀垂直垂直第3页/共27页第三页，共28

4、页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究有电流通过时导线将摆动一个角度，观察摆动角度有电流通过时导线将摆动一个角度，观察摆动角度的大小可以比较的大小可以比较(bjio) 的大小的大小实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，它受力的实验表明，通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与导线的长度大小与导线的长度L、导线中的电流、导线中的电流I的的 成正比，用公成正比，用公式表示为式表示为F .3磁感应强度磁感应强度B的单位由的单位由 的单位决定在国的单位决定在国际单位制中，磁感应强度的单位是际单位制中，磁感

5、应强度的单位是 ，简称，简称 ，符，符号是号是 ,1T1 . 磁场磁场(cchng)力力乘积乘积(chngj)ILBF、I和和L特斯拉特斯拉特特 T第4页/共27页第四页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究(1)物理意义：描述磁场强弱的物理量物理意义：描述磁场强弱的物理量(2)方向方向(fngxing)：小磁针静止时：小磁针静止时N极所指的方向极所指的方向(fngxing)规定为该点的磁感应强度的方向规定为该点的磁感应强度的方向(fngxing)，简，简称为磁场方向称为磁场方向(fng

6、xing)(3)定义式：定义式：B 第5页/共27页第五页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究(4)单位：特斯拉，简称特单位：特斯拉，简称特(T)(5)B是矢量，其方向就是是矢量，其方向就是(jish)磁场方向，即小磁针静磁场方向，即小磁针静止时止时N极所指的方向极所指的方向说明：磁感应强度反映磁场本身的特性，其值决定于说明：磁感应强度反映磁场本身的特性，其值决定于磁场其值与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放磁场其值与放入的检验电流的电流强度、导线长度、摆放方向、检验电流是否受到

7、磁场力及检验电流是否存在等均无方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等均无关系关系 第6页/共27页第六页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究特别提醒：特别提醒： 小 磁 针 静 止 时 小 磁 针 静 止 时 N 极 指 向极 指 向 磁 感 应 强 度 方 向磁 感 应 强 度 方 向(fngxing)无论小磁针是否处于静止状态，其无论小磁针是否处于静止状态，其N极受力极受力方向方向(fngxing)是确定的是确定的即磁感应强度方向即磁感应强度方向(fngxing).第7页

8、/共27页第七页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究电流方向与磁场方向不垂直时，电流受力吗？为什么电流方向与磁场方向不垂直时，电流受力吗？为什么在在B 中要求导线与磁场方向垂直？中要求导线与磁场方向垂直？答案：只要电流方向不与磁场方向平行电流就会受力，答案：只要电流方向不与磁场方向平行电流就会受力，但两者夹角越小，力就越小，在定义但两者夹角越小，力就越小，在定义B时，为了时，为了(wi le)减少减少变量，突出主要因素，利用了变量，突出主要因素，利用了“控制变量的方法控制变量的方法”.

9、第8页/共27页第八页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究像电场像电场(din chng)一样，磁场也服从叠加原理如果一样，磁场也服从叠加原理如果有几个磁场同时存在，则它们的磁场互相叠加，这时某点的有几个磁场同时存在，则它们的磁场互相叠加，这时某点的磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和磁感应强度就等于各个磁场在该点磁感应强度的矢量和 第9页/共27页第九页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设

10、计题型设计要点探究要点探究磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B，与水，与水平平(shupng)方向的夹角为方向的夹角为，那么该处地磁场的磁感应强度，那么该处地磁场的磁感应强度的水平的水平(shupng)分量和竖直分量各为多大？分量和竖直分量各为多大？(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的，那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水在赤道上空磁场的竖直分量是多大？在极地上空地磁场的水平平(shupng)分量是多

11、大？分量是多大？ 第10页/共27页第十页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究答案：首先弄清矢量分解的原则答案：首先弄清矢量分解的原则(1)因为磁感应强度的大小为因为磁感应强度的大小为B，与水平方向，与水平方向(fngxing)的夹角为的夹角为，所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分，所以地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量分别为：量分别为：B水水Bcos；B垂垂Bsin；(2)在赤道上空，因在赤道上空，因为为0，故有，故有B垂垂0；在极地上空，因为；在极地上空，因为90，故有，故

12、有B水水0.第11页/共27页第十一页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究电场强度电场强度(E)磁感应强度磁感应强度(B)定义定义的依的依据据电场对电荷电场对电荷q有作用力有作用力F对电场中任一点对电场中任一点Fq， 恒量恒量(由电场决定由电场决定) 对不同点一般恒量的值对不同点一般恒量的值不同不同磁场对直线电流磁场对直线电流IL有作用力有作用力F磁场中任一点磁场中任一点F与磁场方向、电流与磁场方向、电流方向有关，只考虑电流方向垂直磁方向有关，只考虑电流方向垂直磁场方向的情况场方向的情

13、况FIL =恒量恒量(由磁场决定由磁场决定)对不同点一般恒量的值不同对不同点一般恒量的值不同定义定义EF/VBF/IL物物理理意义意义E在数值上等于电场对单位在数值上等于电场对单位电荷作用力的大小电荷作用力的大小B在数值上等于垂直于磁场方向长在数值上等于垂直于磁场方向长1m，电流为，电流为1A的导线所受磁场力的导线所受磁场力的大小的大小单位单位1N/C1V/m1T1N/Am第12页/共27页第十二页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究误区误区1：受电场中电场强度的方向：受电场中电场强度

14、的方向(fngxing)是该点正是该点正电荷的受力方向电荷的受力方向(fngxing)的影响，误认为磁感应强度的方的影响，误认为磁感应强度的方向向(fngxing)与通电导线受力的方向与通电导线受力的方向(fngxing)一致一致点拨：磁感应强度的方向点拨：磁感应强度的方向(fngxing)规定为小磁针规定为小磁针N极极受力的方向受力的方向(fngxing)：即小磁针静止时：即小磁针静止时N极的指向极的指向B的方向的方向(fngxing)与该点电流元所受力方向与该点电流元所受力方向(fngxing)既不相同，也不相反，既不相同，也不相反，F的方向的方向(fngxing)由后由后面学习的左手定则

15、判定面学习的左手定则判定 第13页/共27页第十三页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究有关磁感应强度的下列说法中，正确的是有关磁感应强度的下列说法中，正确的是()A磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用(zuyng)，则该点的磁感应强度一定为零，则该点的磁感应强度一定为零C若有一小段长为若有一小段长为L，通以电流为，通以电流为I的导体，在磁场中的导体，在磁场中某处受到的

16、磁场力为某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是，则该处磁感应强度的大小一定是D由定义式由定义式B 可知，电流强度可知，电流强度I越大，导线越大，导线L越长，越长，某点的磁感应强度就越小某点的磁感应强度就越小第14页/共27页第十四页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究解析：磁感应强度的引入目的解析：磁感应强度的引入目的(md)就是用来描述磁场就是用来描述磁场强弱，因此选项强弱，因此选项A是正确的；磁感应强度是与电流是正确的；磁感应强度是与电流I和导线长和导线长度度L无关的物

17、理量，且无关的物理量，且B 中的中的B、F、L相互垂直，所以相互垂直，所以选项选项B、C、D皆是错误的皆是错误的答案：答案：A第15页/共27页第十五页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究点评：磁场的强弱由磁场本身决定，与磁场中是否放点评：磁场的强弱由磁场本身决定，与磁场中是否放入通电导线，导线放入的位置无关用垂直于磁场方向的通入通电导线，导线放入的位置无关用垂直于磁场方向的通电导线所受安培力大小来量度磁场的强弱，导线的作用在于电导线所受安培力大小来量度磁场的强弱，导线的作用在于检测与

18、电场检测与电场(din chng)不同的是电场不同的是电场(din chng)中只要中只要场强不为零，带电粒子一定受力，而磁场中即使磁感应强度场强不为零，带电粒子一定受力，而磁场中即使磁感应强度不为零通电导线受力也有可能为零安培力的大小与不为零通电导线受力也有可能为零安培力的大小与B、I、L及电流与磁场的夹角有关及电流与磁场的夹角有关第16页/共27页第十六页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究关于磁感应强度下列说法中，正确的是关于磁感应强度下列说法中，正确的是()A放在磁场中的通电导

19、线，电流越大，受到的磁场力放在磁场中的通电导线，电流越大，受到的磁场力也越大，表示该处的磁感应强度越大也越大，表示该处的磁感应强度越大B磁感线的指向就是磁感应强度的方向磁感线的指向就是磁感应强度的方向C垂直垂直(chuzh)磁场放置的通电导线的受力方向即磁磁场放置的通电导线的受力方向即磁感应强度的方向感应强度的方向D磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向均无关电流大小、导线长度、导线取向均无关答案：答案：D第17页/共27页第十七页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究

20、目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究如图甲所示，在蹄形磁铁间垂直磁感应强度方向放置如图甲所示，在蹄形磁铁间垂直磁感应强度方向放置一长为一长为L、质量为、质量为m的铝制金属杆，金属杆用两根金属细丝的铝制金属杆，金属杆用两根金属细丝悬挂在绝缘支架上，在金属杆中通以恒定电流悬挂在绝缘支架上，在金属杆中通以恒定电流I，结果金属，结果金属丝在磁场作用下偏离竖直方向丝在磁场作用下偏离竖直方向角角(已知导线已知导线(doxin)受的磁受的磁场力方向水平场力方向水平)，如图乙所示，如图乙所示(侧视图侧视图)求蹄形磁铁磁极间的求蹄形磁铁磁极间的磁感应强度磁感应强度 第18页/共27页第十

21、八页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究解析：分析导线的受力情况如图丙所示，由平衡条件解析：分析导线的受力情况如图丙所示，由平衡条件知，知，Fmgtan.根据磁感应强度的定义式根据磁感应强度的定义式B 答案：答案：B点评：本题综合运用了通电导线在磁场中受力及平衡点评：本题综合运用了通电导线在磁场中受力及平衡的知识，要正确把握物理的知识，要正确把握物理(wl)情景，从力的关系入手分情景，从力的关系入手分析析 第19页/共27页第十九页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主

22、研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究(2009泰安模拟泰安模拟)长长10cm的通电直导线，通以的通电直导线，通以1A的电流，的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场匀强磁场)中某处受到的磁中某处受到的磁场力为场力为0.4N，则该磁场的磁感应强度为，则该磁场的磁感应强度为()A等于等于4T B大于或等于大于或等于4TC小于或等于小于或等于4T D上述说法都错误上述说法都错误(cuw)答案：答案：B第20页/共27页第二十页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究

23、目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究解析：题目中没有解析：题目中没有(mi yu)给出导线如何放置，若导给出导线如何放置，若导线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出线与磁场垂直，则由磁感应强度定义式得出B 4T. 若导线放置时没与磁场垂直，此时此处磁感应强度将若导线放置时没与磁场垂直，此时此处磁感应强度将大于大于4T.所以答案应选所以答案应选B.第21页/共27页第二十一页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究请你思考：电场强度是利用电荷在电场中会受到电场请你思考

24、：电场强度是利用电荷在电场中会受到电场力的作用这一特性定义的小磁体放在磁场中，它的两极力的作用这一特性定义的小磁体放在磁场中，它的两极(lingj)也会受到磁场力的作用，为什么没有利用磁极受力也会受到磁场力的作用，为什么没有利用磁极受力这一特性来定义磁感应强度呢？这一特性来定义磁感应强度呢？第22页/共27页第二十二页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究解析：因为小磁体在磁场中解析：因为小磁体在磁场中N极和极和S极都受到磁场力的极都受到磁场力的作用，最终作用，最终(zu zhn)因所受

25、磁场力的合力为零而达到平衡，因所受磁场力的合力为零而达到平衡，由于无法单独测量由于无法单独测量N极的受力，所以不可能从磁极受力这一极的受力，所以不可能从磁极受力这一特性来定义磁感应强度特性来定义磁感应强度点评：从定义磁感应强度时无法利用小磁体受力特性点评：从定义磁感应强度时无法利用小磁体受力特性到引入电流元的思想方法中，我们得到启示：在处理问题时到引入电流元的思想方法中，我们得到启示：在处理问题时只有广开思路、全面考虑、灵活变换思维角度，才能迅速找只有广开思路、全面考虑、灵活变换思维角度，才能迅速找出解决问题的方法出解决问题的方法第23页/共27页第二十三页，共28页。第三章 磁 场情景切入情

26、景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为量密度，其值为B2/2.式中式中B是磁感应强度，是磁感应强度，是磁导率，在是磁导率，在空气中空气中为一已知常数为了近似测得条形磁铁磁极端面附为一已知常数为了近似测得条形磁铁磁极端面附近近(fjn)的磁感应强度的磁感应强度B，一学生用一根端面面积为，一学生用一根端面面积为A的条形的条形磁铁吸住一相同面积的铁片磁铁吸住一相同面积的铁片P，再用力将铁片与磁铁拉开一，再用力将铁片与磁铁拉开

27、一段微小距离段微小距离l，并测出拉力，并测出拉力F，如右，如右图所示，因为图所示，因为F所做的功等于所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度可得磁感应强度B与与F、A之间之间的关系为的关系为B_.第24页/共27页第二十四页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究答案：答案：解析：拉力解析：拉力F做功做功WFl，磁铁与铁片，磁铁与铁片(ti pin)P间间隙中磁场能量隙中磁场能量E Al，据题意，据题意WE，解以上三式，解以上三式，B . 第25页/共

28、27页第二十五页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究第26页/共27页第二十六页，共28页。第三章 磁 场情景切入情景切入自主研习自主研习走出误区走出误区探究目标探究目标课后强化作业课后强化作业题型设计题型设计要点探究要点探究感谢感谢(gnxi)观看！观看！第27页/共27页第二十七页，共28页。NoImage内容(nirng)总结。磁感应强度为矢量，它可以分解为几个分量。1N/C1V/m。B若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零。解析：磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱，因此选项A是正确的。若导线放置(fngzh)时没与磁场垂直，此时此处磁感应强度将大于4T.所以答案应选B.。感谢观看第二十八页，共28页。